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表象理论是量子力学中的核心之一。利用有序算符内积分技术,即IWOP技术,可以重新验证一些我们已经熟知和常用的量子力学表象的性质,比如坐标表象、动量表象、粒子数表象的完备性和正交性,相干态表象的超完备性的和不正交性等。除了验证已有的表象性质,IWOP积分技术还可以进一步构造出纠缠态表象和热纠缠态表象等新的表象。并推导出这些新表象的相关性质。
开放系统的研究具有相当的普遍价值,因为并不存在严格意义上的孤立系统。开放量子系统,即系统-热库模型,可以用一个密度算符的主方程来描述。比如,用来描述固态物理中耗散现象Caldeira-Leggett主方程。数学中一般微分方程的解法,对于算符微分方程往往束手无策。但是我们可以把密度算符投影到热纠缠态表象中,使之化为波函数,这样就可以把算符微分方程化为普通的微分方程求解。
论文具体安排如下:
第1章,首先介绍了本文研究所用到的有序算符内积分技术(IWOP)技术的发展历史和量子开放系统。
第2章,简要介绍了几种常用的量子力学表象即坐标表象,动量表象,粒子数表象以及相干态表象。
第3章,先给出了正规乘积的几条性质,然后我们通过IWOP技术验证了第二种所述的三个表象的性质。最后用IWOP技术引入了两种类型的纠缠态表象。
第4章,利用IWOP技术建立了用于描述开放量子系统的热纠缠态表象。并在此表象中将描述量子开放系统演化的密度算符主方程转化为一般的函数方程。
第5章,利用IWOP技术在热纠缠态表象中具体求解了振幅衰减模型和CaldeiraandLeggett模型的密度算符主方程。
最后谈了总结和展望。